轮椅上的科学奇才——史蒂芬·霍金

作者: 璞石

轮椅上的史蒂芬·霍金教授

对于举世闻名的物理学家爱因斯坦,同学们一定很熟悉,而对于被全世界尊为继爱因斯坦之后最伟大的英国物理学家史蒂芬·霍金,广大中小学生可能感到陌生。

读中小学时,他与班上同学们相差无异,大学时代,开始显露锋芒,同时遭到病魔的侵袭。

史蒂芬读小学时并没有表现出他的超人天分,他与许多普通小孩一样,穿着散乱,衣裤上常常墨迹斑斑。由于他身材矮小瘦弱,说话口吃,常被别人取笑。班里开展活动,挑选“成员”时,他几乎次次“落选”,却毫不在乎。如果说他有什么与众不同之处,那么就应该提到这样两点:一是他若对某件事感兴趣,就会全神贯注去思考,专心专意去完成;二是他待人随和,同学们特别容易与他相处。

史蒂芬的父母都毕业于英国牛津大学,父亲希望儿子继承自己的研究事业,报考牛津医学专业。儿子却对物理学感兴趣,认为物理学是制约整个宇宙的科学。他还把自己的生日与爱好物理学联系在一块,风趣地说“我出生于1942年1月8日,刚好是伽利略逝世300周年纪念日,所以我与天体物理学有缘分”。1959年,他如愿以偿地考入牛津大学物理系。

史蒂芬的大学入学考试成绩非常出色,以致于面试的院长和教授们一致同意给予他奖学金。进入大学不久,他很快就表现出他的超凡脱俗之才。罗伯·白曼负责教他们班的物理学。学期结束时,罗伯动情地说“我想我真正的作用只是监督他学习物理的进度,而不能自夸曾经教过他任何东西”。

电磁学课程上完第十章后,导师玻比·伯曼布置了 13道较难习题。班上同学中,有的一道也做不出,有的仅能做出一题,还有的在一起讨论,共同协作,才解出一道半或两道。而史蒂芬丝毫没有感到解题的困难,一口气竟解出了前10题。本来不起眼的史蒂芬,使大家对他刮目相看。同学们一致认为他的学习理解力惊人,大家不可能与他同行并进,他们甚至还诙谐地说“他可能来自于别的星球。”

统计物理学刚上完第一周后的一次课上,导师派却克·沈德斯要求同学们把布置的两道习题交上来,史蒂芬交上去的却是统计物理学课本,他标出了书中所有错误之处。说明他不仅通读了全书,而且能改正书中的错误。聪明的导师马上组织全班同学一起讨论,结论说明史蒂芬的更正是完全正确的。最后,导师坦率、欣喜地承认“史蒂芬同学对这门课程的了解比我还多”。

1962年,史蒂芬从牛津毕业,同年考入剑桥大学读硕士。他的健康状况越来越差,手脚开始不听使唤。参加活动时,不小心摔倒后,无法自己爬起来。1963年,他刚满21岁,医院诊断他患了庐伽雷病(一种肌肉萎缩性侧面硬化病)。可能谁也不会想到,就是这样一位聪明好学、天赋过人的学生,后来竟在长达20余年时间中被庐伽雷病折磨,不得不靠在轮椅上,顽强地表现出超出常人的毅力和付出艰辛的代价进行科学研究,并作出了划时代意义的重大科学成果。

4岁时的史蒂芬

他的研究成就和接踵而来、五光十色的名誉、头衔及疾病的恶化几乎同步俱增,他依然如故,加倍努力地工作着……

如果用简要、通俗的语言概括史蒂芬的主要研究贡献,那么可以说他的研究成果改变了我们对宇宙的看法,他对黑洞的开创性研究为我们提供了宇宙源于何时这一难题的线索。他认真地解释了伽利略和牛顿的发现,他揭示了当日益膨胀的宇宙崩溃时,时间倒溯引起人们不安的可能性。一种“没有边界”的宇宙理论可能取代大爆炸理论。换言之,他给宇宙的过去和未来,科学地推证出令人信服的结论,给科学家研究宇宙的演化提供了可靠的理论依据。

1974年以后,史蒂芬生活上已无法自理。1975年,由于他卓越的科研成就,罗马教宗保罗六世授予他“有杰出成就的年轻科学家”奖章。

1979年,剑桥大学聘请他担任牛顿生前担任过的卢卡逊数学教授职位时,他最后一次用颤抖的手签下自己的大名。此项崇高名誉表明他对天体物理学研究的贡献之大,这从另一个侧面也说明,史蒂芬付出超乎常人的精力换来了科学界和学术界对他的肯定和尊重。

1981年,史蒂芬赴梵帝冈参加世界宇宙学会议时,受到教皇的召见,教皇似乎对他的研究略有所闻,郑重其事地对他说:“研究宇宙的大爆炸后的演化是可以的,由于大爆炸本身是上帝创造人类世界的开端,不应去探索那个开端本身,那是上帝的事务。”而教皇却不知道,史蒂芬在此次会议上刚发表的论题,正是阐述空间—时间是有限的,但没有边界的可能性。这表明人类世界没有开端,从某种意义上否定了上帝创造人类世界的学说。

1982年,史蒂芬决定写一本关于空间和时间的通俗读物,告诉广大读者宇宙从何而来,它为什么并怎么样开始、会有末日吗,如果有的话会发生什么等等。另一个写书原因是,当时史蒂芬要为其女儿露西读书筹集学费。1984年他完成了 《时间简史》的撰写工作。这本科普读物的成功,出于他的意料。他的写作水平可与科研水平媲美。该书出版后,被译成近40种语言文字,发行量达到2500,万册,风靡全球。然而,此时他的病情已发展到难用口头清晰地表达语言,只有他的亲人和特别接近他的人才能用特有方式与他交流。

1985年,史蒂芬得了肺炎,并做了急救气管切开术,此后他完全失去了发声的能力。他乘坐的轮椅又增加了一台语言电脑装置,由史蒂芬的手、头或眼睛的运动控制。

1988年,史蒂芬与彭多斯一道获得了当年沃尔夫物理奖,这是对70年代他们一起证明了奇性定理的奖励。

史蒂芬现已是55岁的人了。病魔把他击倒在轮椅上也有20年时间了,使他无法站立,甚至难以坐正,接着又夺去了他的说话能力,整个身躯只剩下头脑能正常思考问题。但他并没有退缩,更没有自暴自弃,反而更加倍努力地工作,在宇宙物理学研究方面取得了一个接一个的突破性成果。

如果说科学奇才史蒂芬·霍金的传奇性生活和工作经历,是每一位伤残人的楷模,那么对于我们每一位正常人来说更应该以他为榜样,为祖国、为社会努力工作,贡献自己的一切。